Frage von Usedefault, 86

Wie sieht ein Elektron aus?

Hallo!

Gibt es eine Abbildung von einem Elektron? Ich kenne Aufnahmen von z. B. Eisenatomen, aber ist es auch möglich ein Elektron (oder vlt. ein Proton) zu fotographieren?

Lg

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 47

Du sagst, es gibt Aufnahmen von Atomen. Deren Masse besteht zwar fast nur aus der des Atomkerns, aber was den Raum, das Volumen anbelangt, beansprucht der Kern nur einen winzigen Teil davon.

Wenn du auf einer Aufnahme ein Atom sehen kannst, so ist das was du da siehst, im Wesentlichen seine Hülle, bestehend aus den Elektronen.

Trotzdem wäre es natürlich falsch, zu behaupten, genau so sähen Elektronen aus.
Was man zu Gesicht bekommt, hängt ganz von der Art des bildgebenden Verfahrens ab, und es handelt sich dabei auf keinen Fall um einen Gegenstand namens Elektron. Den nämlich gibt es im Grunde genommen nicht. Es gibt eine Struktur namens Elektron (das selbst, soweit wir wissen, keine innere Struktur mehr hat), das als elementare Anregung eines Diracfeldes (das ist ein spezielles Materiefeld mit elektrischer Ladung und dem so genannten Spin) zu verstehen ist und dank seiner Eigenmasse und einer erhaltenen »Teilchen«zahl mehr »Teilchen«-Eigenschaften hat als etwa das Photon. Und wenn man diese Struktur bildgebenden Verfahren unter Ausnutzung ihrer Eigenschaften unterzieht, erhält man halt ein Bild.

Expertenantwort
von PWolff, Community-Experte für Physik, 43

Mein letzter Kenntnisstand ist, dass man keine innere Struktur gefunden hat. D. h. das Elektron ist bis auf weiteres als punktförmig anzunehmen.

Fotografieren liefert nur den Ort des Elektrons (Genauigkeit in der Größenordnung des verwendeten Lichtes). Sobald man mehr als nur den Ort "sehen" kann, hat man damit nachgewiesen, dass das Elektron doch eine innere Struktur hat.

Beim Proton findet man drei (bisher punktförmige) Streuzentren - man kann also sagen, dass das Proton offensichtlich aus drei Untereinheiten zusammengesetzt ist, und auch noch, wie weit die voneinander entfernt sind, aber nicht mehr. (Diese Beobachtung hat übrigens entscheidend dazu beigetragen, das Quarkmodell zur Theorie zu erheben.)

Kommentar von Usedefault ,

Ich dachte schon das Universum hätte auf Grund der modernen Physik sämtliches Mystische verloren, aber das Elektron wirft anscheinend Fragen auf, welche das Weltengefüge in ein komplett anderes Licht rücken.

Kommentar von PWolff ,

Dass das Universum alles Unerklärliche verloren hätte, konnte man zur Zeit der "Aufklärung" glauben. Heute wird selbst die Mathematik als "Wissenschaft auf Hoffnung hin" (Prof. G. Ludwig) bezeichnet.

Kommentar von SlowPhil ,

Potentiell punktförmig, nicht aktual-punktförmig. Das heißt, die Wellenfunktion kann theoretisch beliebig nahe an die Deltafunktion herankommen.

Antwort
von ausdertonne, 40

Nach heutigem Wissen ist das Elektron ohne Struktur. Es gibt also kein Aussehen. Die beste mögliche Annäherung ist demnach eine Kugelform.

Kommentar von Usedefault ,

Und woher weiß man das mit der Kugelform?

Kommentar von ausdertonne ,

Sonst wäre bei Streuexperimenten irgendeine Richtung ausgezeichnet. Bei einem Würfel ist es zum Beispiel wahrscheinlicher, gestreute Teilchen in Richtungen senkrecht zu  den Flächen zu finden als in Richtungen  der Kanten. Wenn man aber keinerlei solche Struktur beobachten kann,dann  muss es kugelförmig sein.


Kommentar von SlowPhil ,

Kugelsymmetrisch ist nicht zwangsläufig kugelförmig.

Antwort
von josef050153, 26

Auf der Ebene der Elementarteilchen (zu denen das Elektron gehört) gibt es kein 'Aussehen' im Sinn der klassischen Physik. Ein Elektron hat also keine Farbe und nicht einmal einen Durchmesser. Das, was oft als 'Durchmesser' eines Teilchens verkauft wird, ist meist sein Wirkradius.

Antwort
von 1100111000, 49

Em soweit ich weiß kann man Ladungen weder sehen noch spüren man kann die höchstens messen

Antwort
von BurkeUndCo, 21

Nein, nach allem was wir bis heute wissen, ist ein Elektron ein wirklich punktförmiges Teilchen. Und damit kleiner als die Wellenlänge des Lichts und kann deshalb nicht fotografiert werden.

Antwort
von dersuessePhil, 36

rund aber sieht man nicht, nur wie es Wellen beeinflusst

(Electron caught on Film) YouTube

Kommentar von Usedefault ,

Na super! Und woher weiß man, dass es rund ist?

Kommentar von SlowPhil ,

Das kann man im Allgemeinen indirekt schließen. Ich sage nicht, dass das hier so sei, aber es gibt Etliches, das man nur indirekt erschließen kann.

Kommentar von Usedefault ,

Wie z. B. die Existenz von dunkler Energie.

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